Расчет методом конечного элемента высокой точности невязкого обтекания модельного крыла в условиях образования тонкого льда

Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов


Авторы

Зыонг Д. Т.

Московский физико-технический институт, Институтский пер., 9, Долгопрудный, Московская облаcть, 141701, Россия

e-mail: duongdetai@gmail.com

Аннотация

В работе представлено решение двух модельных задач обтекания водной взвесью невязкого газа профиля MS(1)-317 и крыла NACA 64A008. Выписана система уравнений водности, сформулирована краевая задача и ее граничные условия. Обсуждены методы регуляризации и численного решения указанной системы. Даны основные соотношения метода Галеркина с разрывными базисными функциями (РМГ) и показано, каким образом он применяется к решению уравнений водности. Полученные результаты сопоставлены с экспериментальными данными.

Ключевые слова:

тонкий лед, уравнения водности, метод Галеркина, высокий порядок точности, коэффициент захвата

Библиографический список

  1. Павленко О.В. Параметрические исследования влияния обледенения на аэродинамические характеристики профиля крыла // Ученые записки ЦАГИ. 2009. Т. XXXX. № 2. С. 61 – 67.

  2. Павленко О.В. Численное исследование влияния обледенения на аэродинамические характеристики пассажирского самолета в случае отказа противообледенительной системы // Техника Воздушного Флота. 2012. Т. LXXXVI. № 1(706). С. 8 – 13.

  3. Большунов К.Ю., Бабулин А.А. Применение численных методов при определении АХ самолета с учетом обледенения // Труды МАИ. 2012. № 51. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=29088

  4. Giao T.V., Hsiung W.Y., Colin S.B., Marlin D.B., Timothy J.B. Experimental Investigation of Water Droplet Impingement on Airfoils, Finite Wings, and an S-Duct Engine Inlet, NASA/TM, 2002, 430 p. URL: https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20020090796

  5. Wright W.B. Users manual for the Improved NASA lewis ice accretion code LEWICE 1.6 // National Aeronautical and Space Administration (NASA), Contraactor Report, May, 1995, p. 97.

  6. Guffond D., Cassaing J., Brunet S. Overview of icing research at ONERA // AIAA 23rd Aerospace Sciences Meting, Reno, NV, USA, January, 1985, p. 8.

  7. Guilherme S., Otavio S., Euryale Z. Numerical Simulation of Airfoil Thermal Anti-Ice Operation. Part 1: Methematical Modeling // Journal of Aircraft, 2007, vol. 44, no. 2, pp. 627 – 633.

  8. Tran P., Brahimi M. T., Paraschivoiu I. P. A., Tezok F. Ice accretion on aricraft wings with thermodynamic effects. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 32nd Aerospace Sciences Meeting & Exhibit. Reno, Nevada // AIAA Paper 1994-0605, p. 9.

  9. Hospers M.J., Hoeijmakers H.W.M. Eulerian Method for Ice Accretion on Multiple-Element Airfoil Sections // 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, January 2010, Oriando, Florida, p. 13.

  10. Михайлов С.В. Программа, реализующая зонный подход, для расчета нестационарного обтекания вязким потоком турбулентного газа ложных аэродинамических форм, включая крыло с механизацией (ZEUS) // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2013610172, Окт. 2012.

  11. Bourgault, Y., Boutanios Z., Habashi W. G. Three – dimensional Eulerian Approach to Droplet Impingement Simulation Using FENSAP – ICE, Part 1: Model, Algorithm, and Validation // Journal of Aircraft, 2000, pp. 95 – 103.

  12. Honsek R. Development of a Three – dimensional Eulerian Model of Droplet – Wall Interaction Mechanisms, Department of Mechanical Engineering McGill University, Montreal, June 2005, 110 p.

  13. Волков А.В. Методы решения сеточных уравнений конечно – элементной аппроксимации пространственных течений // Ученые записки ЦАГИ. 2010. Т. XLI. № 3. С. 52 – 68.

  14. Cao Y., Zhang Q., Sheridan J. Numerical simulation of rime ice accretions on an aerofoil using an Eulerian method // The aeronautical journal, May 2008, vol. 112(1131), pp. 243 – 249.

  15. Волков А. В., Зыонг Т. Д. Применение метода Галеркина с разрывными функциями к решению системы уравнений динамики водяной взвеси в воздушном потоке // Ученые записки ЦАГИ. 2017. Т. XLVIII. № 5. С. 3 – 18.

  16. Eleuterio F. Toro. Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009, 738 p.

  17. Подаруев В. Ю. Опыт создания программного кода на основе метода Галеркина с разрывными базисными функциями высокого порядка точности // Труды МАИ. 2017. № 95. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=84610

  18. Губский В.В. Применение адаптивной механизации крыла на легком транспортном самолете // Труды МАИ. 2013. № 68. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=41737

  19. Bassi F., Rebay S. Numerical evaluation of two discontiuous Galerkin methods for the compressible Navier-Stokes equations // International Journal for Numerical Methods in Fluids, September 2002, vol. 40, pp. 197 – 207.

  20. Wolkov A.V. Application of the Multigrid Approach for Solving 3D Navier -Stokes Equations on Hexahedral Grids Using the Discontinuous Galerkin Method // Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2010, vol. 50, pp. 495 – 508.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2021

Вход